摘要
研究空中机器人(小型无人直升机)的约束优化控制问题。对小型无人直升机的非线性系统模型进行系统约简,建立混合系统的分段仿射系统模型,针对该问题求解中遇到的在线计算量大,不利于实时控制等问题,提出利用多参数二次规划离线计算出混合系统最优控制律的方法。基于多参数二次规划的方法,在最大可控不变集的可行域内进行显式优化控制器设计,通过反向动态规划,求出对应每一步的优化解,从而求得不变集作为可行域的优化解。通过实际参数的系统仿真,证明了方法的有效性。
The constrained optimal control problem of aerial robotics is studied.The nonlinear system model of small unmanned helicopter is abstracted,and the piece-wise affine hybrid system model is presented.To the complexity of on-line comupation,an explicit optimal controller for hybrid systems based on multi-parametric quadratic programming(mp-QP) is proposed.The feasible domain which is the maximal controlled invariant sets is partitioned in backward dynamic programming by mp-QP method.At each step,the one-step reachable sets are computed,the optimal control laws are constructed to the corresponding regions,and the explicit optimal controller is abtained.Simulation results show the effectiveness of the proposed method.
出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2010年第3期393-396,共4页
Control Engineering of China
基金
国家自然科学基金资助项目(60374036
60574004)
高校博士点基金资助项目(20040561031)
广东省自然科学基金资助项目(7301329
7301315)
关键词
空中机器人
混合系统
不变集
多参数二次规划
显式控制器
aerial robotics
hybrid systems
invariant sets
multi-parametric quadratic programming
explicit controller